國外堵水調(diào)剖工藝技術(shù)特點課件

1、國外堵水調(diào)剖工藝技術(shù)特點堵水調(diào)剖目前在國外開展的較為廣泛。美國在油價低至22$/bbl時仍然沒有停止堵水調(diào)剖的礦場施工工作，以Arbuckle油田為例，在2001年8月2003年10月兩年的時間內(nèi)，礦場實施堵水調(diào)剖39井次，取得了單井凈利潤6.5104美元的效果?？梢姡滤{(diào)剖是一項經(jīng)濟可行的提高采收率工藝技術(shù) 目前國外從事堵水調(diào)剖研究和技術(shù)服務(wù)的公司主要有BP,BJ，斯倫貝謝,哈里伯頓等大的石油公司，GEL-TEC作為一家成立于1993年的專業(yè)堵水調(diào)剖技術(shù)服務(wù)公司目前的服務(wù)范圍和規(guī)模也在擴大。美國能源部下屬的一些研究機構(gòu)長期從事堵水調(diào)剖技術(shù)的基礎(chǔ)研究。在研究項目中，往往和提高采收率項目合并在

2、一起，據(jù)統(tǒng)計，美國EOR方案設(shè)計中，有35采用聚合物，其中60采用的是凍膠，也就是堵水調(diào)剖技術(shù)。不難看出國外已經(jīng)將堵水調(diào)剖看作是一項提高采收率的重要技術(shù)。本次調(diào)研主要圍繞上述公司和研究機構(gòu)展開。 一、技術(shù)現(xiàn)狀及特點通過調(diào)研以及與我們目前的堵水調(diào)剖工藝對比，國外的堵水調(diào)剖工藝呈現(xiàn)如下特點：1、堵劑類型少，理論研究較為完善，實用性強近年來的文獻檢索結(jié)果表明，國外目前在用的堵劑種類并不多，其中用于常規(guī)封堵的絕大多數(shù)為有機交聯(lián)體系。顆粒類堵劑多用水泥，主要用于封堵管外竄。例如，服務(wù)范圍遍及十個國家的專業(yè)堵水公司GELTEC，只提供三種堵調(diào)系列產(chǎn)品，以及用于氣井及高溫井堵水的UNOGELsm 凝膠體系（

3、220 F）。三種產(chǎn)品均為有機體系。BJ等公司，同樣按照選擇性的不同，將堵劑分為三類：滲透率封堵劑或凝膠、DPR或SPB、RPM。哈里伯頓公司的堵水服務(wù)目前主要堵劑也為聚合物凍膠。根據(jù)BJ公司將堵劑大致劃分為如下三類： 1）滲透率封堵劑就像它的名稱所表明的那樣，這些堵劑堵塞巖石孔隙阻止流體的流動，通常采用可控的、延遲性的反應(yīng)在形成三維膠體之前而注入到油層的深部。水玻璃，與尿素酯或氨基樹脂相互反應(yīng)就是典型的例子。其它類型包括樹脂、乳膠或聚合物溶液，這些物質(zhì)受溫度、鹽度、PH值的影響而形成固結(jié)的沉淀或是三維的膠體，例如：乳膠或酚醛樹脂所形成的。最著名的系統(tǒng)是聚丙烯酰胺和鉻離子交聯(lián)以及PVA和戊二醛

4、交聯(lián)所形成的膠體。在它們成膠前低粘度的情況下泵入地層，受溫度的激發(fā)和緩沖液的作用，在地層內(nèi)進行反應(yīng)而形成膠體。所有這些物質(zhì)都是非選擇性的，它們既堵水又堵油，因此，需要采取措施來避免堵塞油流通道。 2）不成比例的滲透率降低劑（DPR）或選擇性的滲透率堵劑（SPB） 這些堵劑也被注入到巖心孔隙中來阻滯流體的流動，但是在油相中它們不象在水相中那樣發(fā)生沉淀、膨脹或是增粘。所起的作用就是降低水相滲透率的幅度比油相滲透率要大。然而，根據(jù)所使用的堵劑不同對油相滲透率的影響可能高達10倍，就像是滲透率封堵劑那樣也同時需要使用機械封隔裝置。3）相對滲透率調(diào)節(jié)劑（RPM）這些是水溶性的親水的聚合物系統(tǒng)，當溶入水后

5、產(chǎn)生長的分子鏈，會松散的占據(jù)巖石空間。由于強烈的親水性，它能對水產(chǎn)生吸引力而對油產(chǎn)生排斥力，凈作用的結(jié)果，這種系統(tǒng)對水的流動產(chǎn)生拖拉力同時對油的流動產(chǎn)生小的影響（有時還能產(chǎn)生正面作用）。產(chǎn)生這種用途的聚合物有高分子量的聚丙烯酰胺和最近出現(xiàn)的硬葡聚糖（Scleroglucans）。然而，溫度的限制、剪切敏感性以及受鈣鎂離子的影響都削弱了它的效能，并且它們隨產(chǎn)出液帶出油藏比我們想象的要快。 對強凍膠，弱凍膠，吸附性凍膠等系列堵劑體系開展了系統(tǒng)研究，主要研究成膠時間的控制，成膠強度的控制， 溫度，pH值，礦化度等指標對封堵效果的影響等內(nèi)容，圖2。對BP，PHILLIPS等合作伙伴評價在用堵水調(diào)剖劑，

6、開展各堵劑理化性能分析及堵水調(diào)剖效果對比等內(nèi)容的系統(tǒng)研究，針對堵水調(diào)剖需要建立堵劑優(yōu)選標準。一種有機凍膠堵劑在不同pH值條件下的封堵效果分析 開展了不同強度凍膠堵劑在多孔介質(zhì)及裂縫中的流動及封堵規(guī)律，為堵劑濃度及配方優(yōu)選提供了依據(jù)，圖3。與中石油合作，開展了利用凍膠堵劑處理裂縫出水的系統(tǒng)研究，形成了裂縫水淹井的處理技術(shù)。 強凍膠和弱凍膠（或可吸附聚合物）的滲透率選擇性評價試驗 開展物模試驗方法研究，對比不同方法試驗效果的差異，尋找最優(yōu)試驗方法，總的來看，國外對堵劑性能的研究與試驗更加注重實用性，分析研究手段也比較多。而我們目前的研究及分析評價多用于指導(dǎo)現(xiàn)場，因此往往深入程度和系統(tǒng)程度與國外存在

7、差距。2設(shè)計方法系統(tǒng)，技術(shù)性強 國外的堵水工藝設(shè)計非常注重油藏及井況分析。因此實施堵調(diào)工藝設(shè)計的第一步就是找水。油井出水的原因，一是由于井身結(jié)構(gòu)的因素，如套管漏失，管外竄流等；二是地層、油藏的因素，如底水，邊水，裂縫，高滲透層等。油藏因素起主要作用，且比較復(fù)雜。因此油井堵水離不開油藏研究，要利用油藏研究的成果，弄清楚水平井出水的機理和規(guī)律。一般的做法為首先分析井的類型，針對不同出水問題建立設(shè)計體系。 Bill Bailey等人把油井出水的類型分為十種基本類型 1套管、油管或封隔器泄漏；2套管外竄流；3油水界面上升；4沒有層間流動的水層出水；5水井和油井之間的裂縫或斷層導(dǎo)致的出水；6水的錐進或脊

8、進；7水層發(fā)育有裂縫或斷層導(dǎo)致出水；8弱水驅(qū)的區(qū)域；9重力作用分層；10有橫向交叉流動的水層的出水。新墨西哥州石油開采研究中心Randy等人根據(jù)實驗室中對聚合物凍膠堵劑的實驗室分析，結(jié)合礦場的實際問題。將控水問題按照難易程度分成了四個類別， 類別A，主要為無限流套管漏失，無限流管外竄，帶有穩(wěn)定隔層的無裂縫發(fā)育的井等情況，采用凍膠體系能夠有效得到處理；類別B，主要為有限流套管漏失，有限流管外竄，人工裂縫溝通水體，天然裂縫溝通水體等情況，也可以采用凍膠體系就能夠有效得到處理；類別C，主要為水平井貫穿斷層或裂縫，人工裂縫溝通注采井，天然裂縫連通注采井，采用預(yù)交聯(lián)體處理。類別D，則認為是最難處理的情況

9、，主要為三維水錐，灰?guī)r裂縫出水以及非均質(zhì)大厚層層內(nèi)堵水，除選擇合適的堵劑外還需要配合較為復(fù)雜的工藝，如選擇性沖洗和頂替等工藝來共同完成。通過軟件對單井措施進行優(yōu)化 QuikLook模擬軟件單井數(shù)模效果圖 3、配套設(shè)備完善，自動化程度高GELTEC的堵水調(diào)剖工程車GELTEC堵水調(diào)剖工程車內(nèi)的泵房GELTEC堵水調(diào)剖工程車內(nèi)的控制采集設(shè)備 車載的在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠詳細的記錄注入過程中的溫度，井底流壓，排量，表皮系數(shù)等參數(shù)的變化情況，為掌握工作進程，隨時了解地層堵塞情況，以及施工后的總結(jié)評價準備了豐富的第一手數(shù)據(jù)，圖11。堵水調(diào)剖新工藝 1、H2Zero深穿透延遲交聯(lián)堵水技術(shù)Halliburton最

10、新推出了一種新型聚合物體系及配套工藝，稱之為的H2Zero服務(wù)。這種堵劑采用有機交聯(lián)體系與通常的Cr交聯(lián)聚合物系統(tǒng)相比，具有以下優(yōu)點：1）比現(xiàn)有的任何一種Cr交聯(lián)聚合物系統(tǒng)具有更深的地層穿透能力；2）成膠時間大大延長；3）可應(yīng)用于更高溫度的儲層(51C to 160C)。該堵劑采用污水配置，易于泵入，最初的溶液濃度不大于30mPa.s，可預(yù)控的反應(yīng)速率?？梢跃_的設(shè)計確保符合堵水的要求。2、WaterWebSM選擇性堵水增產(chǎn)技術(shù) 針對老油田含水上升，產(chǎn)量下降，大量殘余油無法采出的現(xiàn)狀哈里伯頓公司又推出了一種選擇性堵水增產(chǎn)劑及配套工藝，稱之為WaterWebSM技術(shù)。主要采用一種特殊的聚合物化學(xué)

11、體系來幫助油藏中的油水分離，阻止水相的流動并提高油相滲流到井筒的能力。這種技術(shù)提高采收率的潛能來源于減少水相的驅(qū)動力并對殘余油氣施加天然驅(qū)動力以外的驅(qū)動力。另外，它有助于證明通過提高油藏的流動通道來延長和維持產(chǎn)量。 2、WaterWebSM選擇性堵水增產(chǎn)技術(shù)其作用機理為，WaterWebSM首先吸附到巖石表面，從而對水相滲透率比對油相的滲透率減少710倍，因此它對水產(chǎn)生阻力，而讓油氣自由通過。當在堵水施工時不能做到精確地堵劑置放時，這種技術(shù)無疑就是最好的選擇。利用該技術(shù)，可以實現(xiàn)：減少水的產(chǎn)量，增加油的產(chǎn)量，降低水處理費用，延長油井的經(jīng)濟壽命，增加可采儲量等目的。 堵水增產(chǎn)劑作用原理示意圖 新

12、型的WaterWebSM不需要特殊的堵劑置放技術(shù)，它不受多價陽離子、氧、酸的影響。它不需要對油層進行分隔，也不需要催化劑，也不需要“成膠”。它適用于井低溫度高達250F、滲透率大于10md小于4000md、沒有層簡竄流的多層砂巖油藏。到目前為止，哈里伯頓的該項技術(shù)已經(jīng)在四口井上應(yīng)用并取得很好的效果。在兩口低產(chǎn)井上，措施實施后，油產(chǎn)量翻了一番，而水的產(chǎn)量下降超過30。在第三口井上，因為油水井的連通造成油井產(chǎn)量急劇下降，處理完畢后，油量仍然上升了30，水量下降了14。該技術(shù)也曾用在一口因高含水關(guān)閉的氣井上，處理后，氣產(chǎn)量為500mcfd而水量穩(wěn)步下降。3、VAS選擇性堵水技術(shù)VAS（粘彈性陰離子表活劑）來用于堵水施工，這種產(chǎn)品在堵劑的置放和對孔隙的堵塞方面都與以前的堵劑完全不同。V